Dalla Sapienza di Roma e dall’Università di Brescia nuovi studi sulla fibra ottica. Ecco cosa hanno scoperto i ricercatori.
COS’ E’ LA FIBRA OTTICA?
Si tratta di un cavo tubolare in cui il nucleo del cavo e la parte esterna sono costruiti con due materiali diversi. Quando un’onda elettromagnetica passa da un materiale ad un altro, una parte di essa si trasmette tra i due, deviando il suo percorso di un certo angolo, in un fenomeno detto rifrazione, mentre la restante parte dell’onda si riflette rimbalzando indietro. Giocando con gli angoli di rifrazione e riflessione è possibile cambiare le porzioni di luce rifratta e riflessa, ed oltre un certo angolo critico, può succedere che tutta l’onda elettromagnetica venga riflessa.
La fibra ottica sfrutta questo fenomeno per far rimbalzare la luce nel cavo. La conseguenza è una trasmissione dati e informazioni ad alta velocità che permette le connessioni internet in tutto il mondo.
Ad oggi risulta essere la tecnologia che offre il miglior rapporto qualità-prezzo ed è in continua evoluzione.
LA SCOPERTA
Si tratta di un nuovo tipo di propagazione ottica in fibra multimodo, applicabile nelle telecomunicazioni e nei laser a fibra. I ricercatori sono stati in grado di dimostrare per la prima volta a livello sperimentale, un tipo di comportamento “inatteso” dei solitoni multimodo, impulsi luminosi particolari in grado di propagarsi indefinitamente lungo le fibre. Un esito che apre le porte alla realizzazione di laser in fibra multimodo particolarmente stabili, con conseguente incremento della capacità di trasmissione in fibra.
Oggi la ricerca della Sapienza fornisce un supporto teorico e numerico alle osservazioni sperimentali, rivelando che i solitoni, nel propagarsi, acquistano una durata temporale fissa, che dipende unicamente dalla lunghezza d’onda della radiazione luminosa iniettata all’ingresso della fibra. La durata temporale caratteristica di questi impulsi luminosi, alle lunghezze d’onda tipiche delle telecomunicazioni, è risultata estremamente piccola (100-200 femtosecondi) e pressoché indipendente dalla durata temporale dell’impulso laser originale, che viene accoppiato all’ingresso della fibra.
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IL MERITO
Il merito della scoperta va al gruppo di ricerca supervisionato da Stefan Wabnitz del Dipartimento di Ingegneria dell’informazione, elettronica e delle telecomunicazioni (Diet) della Sapienza di Roma, in collaborazione con un progetto di ricerca avanzata finanziato dal programma europeo Horizon 2020 tramite lo European research council (Erc). Al programma hanno dato il proprio contributo anche l’Università di Brescia e l’Università di Stato russa di Novosibirsk. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista accademica Communications Physics.
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CONSIDERAZIONI IN PROPOSITO
Stefan Wabnitz ha affermato: “Il nostro lavoro chiarisce il ruolo dei solitoni spaziotemporali in una fibra multimodo e contribuisce agli sforzi della ricerca sullo sviluppo di nuove tecniche di trasmissione ottica e di nuovi laser, che porteranno a un incremento della capacità di trasmissione in fibra, e allo sviluppo di nuove sorgenti ottiche di impulsi ultracorti ad alta energia”.